淺談高中生物教學中數學模型知識的運用

王志偉 吳佳雪

摘要：針對高中生物教學中數學模型知識的運用進行分析，探討了什么是數學模型，結合這些內容，研究了具體應用方法，內容有構圖法的應用、比較法分析法的應用等，并且結合相關案例，分析如何對數學模型進行應用。

關鍵詞：構圖法;比較法分析法;高中生物;數學模型

對高中生物進行分析，教學內容比較抽象，同時存在著較強的邏輯性，學生學習過程中，相對困難，比較容易出現枯燥和乏味現象，而數學模型能夠讓抽象的數學問題變得簡單直觀化，學生理解起來更加簡單。

一、 數學模型概述

數學模型屬于一種，借助數學規則、原理等，對事物的特征進行表達的一種數學結構。監理模型、求解模型和炎癥模型，是數學模型的建立過程。數學模型主要存在下列特點：逼真性，數學模型并不是和真實情景完全一致的，其屬于一種對問題進行解決的思想。對此，要求結果只要在允許的范圍內，便可以使用。此外，數學模型還存在可轉移性，數學模型對于事物的本質進行概括，針對本質或者規律相近的問題，均可以借助一個模型進行解決。但是在具體解答過程中，需要分析事物真實情況，確保其結果具有較高準確性和真實性。

二、 高中生物教學中數學模型知識的運用策略

（一） 構圖法的應用

圖形可以提升知識的直觀性，對信息進行直觀傳達。借助構圖方阿是，能夠讓相對復雜的生物問題被簡化，讓抽象的知識變得形象化，進而為學生留下深刻印象，從而促使學生學習過程中的難度被降低。

例如在學習關于“生長素生理作用”相關內容的時候，結合教材內容可知，其中低濃度對于生長素而言，具有積極作用，其中的高濃度會對生長素帶來抑制只用。針對這一內容，學生學習過程中經常會感到困惑看，甚至會覺得不可思議。為了解決這一困惑，教師可以帶領學生使用構圖方式進行解決，教師引導學生繪制濃度曲線圖，從而相對直觀地對這一問題進行說明，從而讓學生了解到其中的原因。對于構圖法而言，在高中生物當中十分常見，例如溫度對于光合作用的影響，或者pH值得影響曲線圖等，這些均是構圖法的應用案例。借助構圖法進行教學實踐，能夠有效改進高中生物教學方式，有效提升學生的直觀感受。

（二） 比較法分析法的應用

高中生物教學期間，教師引導學生采用科學解題方式，可以借助數學中比較分析方式，從而讓學生正確地認識到生物現象，從而揭示生物現象后面的本質，有效提升學生分析問題和解決問題的能力。教師引導學生對數學模型進行科學應用，從中找到不同生物知識點存在的聯系，然后為學生直觀地展示出這些關系，從而讓學生輕松學好生物。

例如，對“物質跨膜運輸”相關內容進行學習過程中，教師引導學生借助分析比較方式，進行自由運算，對擴散式運算或者主動運輸等進行輔助計算，這樣的方式，能夠規避以往僅通過認識知識點的傳統方式，從而讓學生從數學曲線當中找到知識本質和存在的差別，促使學生能夠更加準確和快速地找到知識的規律，同時還可以從中找到規律，讓高中生對生物知識的掌握更上一層樓。

（三） 案例分析

例如在學習有關“染色體”相關知識過程中，需要對染色體、核內DNA分子數和染色體單體數進行計算，這些知識在各種測試中出現頻率較多。很多學生對這些內容容易混淆，做題過程中容易出錯。這種情況下，教師引導學生建立相應的數學模型，讓學生能夠理清這些關系，從而促使做題準確率提升。

教師引導學生創設模型情境：在減數分裂、有絲分裂過程中，染色體的數量以及核內DNA分子數量等存在何種關系？在這一基礎上教師帶領學生提出模型假設，也就是分析核內DNA分子間期復制，復制之后，一個著絲點會與兩個DNA連接，存在絲點分裂，同時姐妹染色體會分開，進而形成染色體。

結合上述方式，得出相關結論，當存在姐妹染色體的時候，染色體以及核內DNA分子數量和染色體數量分別為1、2、2。當沒有染色體的時候，染色體以及核內DNA分子數量、染色體單體的數量分別為1、1、0。

以下題為例：玉米分裂到后期之后，細胞當中一共有10條染色體，有絲分裂之后，細胞當中存在的DNA分子以及染色單體的數量分別是多少：

對這一例題進行分析，該細胞當中并沒有姐妹染色體，針對這一內容可知，細胞當中DNA分子數以及染色體數量分別是40和0，教師帶領學生對這一問題進行假設，然后學生對以上的模型進行直接應用。在對相關生物題進行計算過程中，以防止計算錯誤，從而有效提升解題正確率。

三、 結束語

綜上所述，數學模型屬于一種比較有效的教學方式，這一內容也是架構在抽象和直觀形象之間的連接，促使抽象的生物知識更加直觀和形象，讓復雜的問題更加簡單。教師對數學模型進行應用，可以促使生物知識和數學程式之間可以實現相互轉換，不但能夠有效提升學生學習水平，還可以促使學生對知識進行分析的水平得以提高。

參考文獻：

[1]徐紅杰.“種群基因頻率的改變與生物進化”教學記——利用物理模型建構概念模型和數學模型[J].中學生物教學，2018（19）：34-36.

[2]江宜博.數學建模在生物學概念轉變教學中的應用及體會[J].讀與寫（教育教學刊），2018，15（2）：137.

[3]黃國霞.淺談高中生物教學中的模型建構信息化思維[J].讀與寫（教育教學刊），2017，14（4）：130.

作者簡介：

王志偉，貴州省畢節市，畢節市第一中學;

吳佳雪，吉林省長春市，東北師范大學。